高職院校“工業(yè)機器人綜合實訓”課程改革模式探索＊
——以工業(yè)機器人物料搬運模塊為例

許文燕 ， 杜玉香

（廣州南洋理工職業(yè)學院，廣東 廣州 510925）

“工業(yè)機器人綜合實訓”是國家骨干高職院校重點建設專業(yè)、省示范特色專業(yè)——工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)的專業(yè)技能模塊的核心課程，是廣東省“三全育人”綜合改革試點院系的優(yōu)質(zhì)精品課程。“工業(yè)機器人物料搬運”模塊是課程的重點教學模塊，該模塊采用“理虛實一體化”教學組織模式，借助工業(yè)機器人編程與調(diào)試崗位設計，通過虛擬仿真—基礎(chǔ)實訓—綜合實訓的環(huán)節(jié)設置，突破學生差異性明顯的特點，讓學生在綜合競技的課堂節(jié)奏中掌握工業(yè)機器人編程與調(diào)試技能。課程從思政元素入手，幫助學生掌握工業(yè)機器人編程技能，提高分析問題和解決實際問題的能力。課程運用任務驅(qū)動教學法，結(jié)合各類信息化平臺進行教學設計，旨在對學生進行綜合能力的提升。學完該課程后，學生初步具備工業(yè)機器人編程與調(diào)試的能力，為后續(xù)走上工作崗位奠定基礎(chǔ)，實現(xiàn)一專多能[1]。

1 以“學習者為中心”的整體教學設計

1.1 大數(shù)據(jù)支撐，精準把握學情

該模塊教授對象是大二下學期的學生，經(jīng)過一年多的相處和磨合，學生對老師的教學方法、表達習慣都很熟悉；老師對學生的學習特點、興趣愛好、成績表現(xiàn)、基礎(chǔ)知識、認知能力、身心特征，甚至生活經(jīng)驗、情感經(jīng)歷都有具體的了解和數(shù)據(jù)支撐。學生已經(jīng)系統(tǒng)學習了“傳感器與檢測技術(shù)”“C語言程序設計”“液壓與氣動”等課程，通過調(diào)取課程平臺的成績、作業(yè)完成情況、調(diào)查問卷等相關(guān)數(shù)據(jù)得出以下結(jié)論：已經(jīng)具備工業(yè)機器人基本理論、C語言程序設計、傳感器應用等基本知識與技能。通過“C語言程序設計”的學習，已經(jīng)掌握基本的程序編寫與調(diào)試技能，但對工業(yè)機器人實操編程與調(diào)試的學習還需進一步加強[2]。

學生作為典型的新興一代，更加適應智慧化的學習環(huán)境，學習時空靈活，學習工具便捷，內(nèi)容豐富，而且知識來源變得更加廣泛。不僅可以從教師、教材中獲取知識，而且還可以從網(wǎng)絡、各種電子設備中獲取。因此，短視頻片段和微視頻片段，不僅能夠化解學生的畏難心理，讓教學效果更佳，還能滿足差異化和個性化教學的需求，給學生不同的選擇。

1.2 對接國家標準，重構(gòu)教學內(nèi)容

依據(jù)國家高等職業(yè)學校工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)教學標準，結(jié)合教育部工業(yè)機器人應用編程“1+X”證書，對接工業(yè)機器人設備操作員崗位需求，參考國內(nèi)現(xiàn)有的國家級精品課程以及競賽、考證，將教學內(nèi)容進行多元重構(gòu)[3-4]。

“工業(yè)機器人物料搬運”由課堂教學與生產(chǎn)性實訓兩部分組成，首先以兩個重要坐標系建立、基本運行指令基礎(chǔ)、碼垛搬運理論基礎(chǔ)為載體分別對應“虛擬仿真RobotStudio軟件”學習，而后用真實的生產(chǎn)性實訓任務來強化提升。借鑒工業(yè)機器人設備操作崗位需求環(huán)節(jié)設置嵌入知識點和技能點，融入中國傳統(tǒng)文化、工匠精神、創(chuàng)新精神、勞模精神等思政元素，打造集專業(yè)性、思政性、信息化、趣味性于一體的課堂，如圖1所示。

圖1 教學內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖

1.3 合理運用現(xiàn)代信息技術(shù)，豐富教學手段

依托虛擬仿真RobotStudio軟件、3D示教器、超星學習通、智慧職教等全媒體教輔軟件及學習通線上教學平臺，將靜態(tài)知識動態(tài)化、抽象知識形象化、學習內(nèi)容碎片化，讓學生在富有啟發(fā)性、快樂的情境中，學會學習、樂于學習。利用全過程信息采集，動態(tài)監(jiān)控學生學習過程，多維展示學習結(jié)果，實現(xiàn)了學習過程及學習結(jié)果的多元、科學、便捷、多指標綜合的評價。

1.4 大師領(lǐng)銜，打造“雙導師”課堂

擁有一支“大師領(lǐng)銜、全員雙師、專兼結(jié)合”的優(yōu)秀教師團隊。以大師級專業(yè)帶頭人為核心，成立工作室，組建工業(yè)機器人技能教導隊，對外承接省級工業(yè)機器人技術(shù)應用技能大賽。實踐教學課堂采用“雙導師制”，發(fā)揮校企協(xié)同的資源優(yōu)勢，實現(xiàn)產(chǎn)教深度融合。

團隊中的3位成員均是來自教學一線的青年骨干教師，既有“工業(yè)機器人技術(shù)”等精品課程的主持人，也有多次在各級教學比賽中摘得桂冠的老師，分別負責教學設計、教學實施和數(shù)據(jù)采集。

2 課堂教學實施成效

課程教學設計遵循“以學生為中心，以任務為驅(qū)動”的教學理念，教學實施任務化、教學成果以作品呈現(xiàn)、課程思政潛移默化，實現(xiàn)知行合一、工學結(jié)合。

2.1 教學實施任務化

課程每學時教師按照“介紹、強化、點評”的流程，帶領(lǐng)學生進行“模仿、探索、創(chuàng)編”等不同難度任務的技能訓練，環(huán)環(huán)相扣，層層遞進，調(diào)動學生人人參與、全程參與。

2.2 教學成果以作品呈現(xiàn)

課程結(jié)合工業(yè)機器人設備操作員崗位要求，以每學時學生仿真任務完成情況檢驗學生學習成果，提高學生專業(yè)實踐技能，培養(yǎng)學生工匠精神和勞模精神。

2.3 課程思政潛移默化

課程每學時將工業(yè)機器人在工業(yè)中的實際應用作為專業(yè)課與課程思政的結(jié)合點，將傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、培養(yǎng)文化自信作為落腳點，實現(xiàn)美育和德育的全程滲透，育人于無形。

整個課堂以“企業(yè)生產(chǎn)案例與相關(guān)知識”開啟，用“課后拓展作業(yè)”完結(jié)。課前“知識測試”發(fā)現(xiàn)問題，課中“任務評價”找到突破，課后“作業(yè)完成”反思提升，課外“考證與競賽相結(jié)合”檢驗成果，環(huán)環(huán)相扣，層層推進。接下來以圖2所示的實訓課教學流程圖為例，以如圖3所示的理論+虛擬仿真+實操教學流程圖展示課堂實施路徑。

圖2 實訓課教學流程圖

圖3 理論+虛擬仿真+實操教學流程圖

團隊五年以上的理論探索和實踐創(chuàng)新，凝練了高職專業(yè)技能課“需求引領(lǐng)、知行合一、協(xié)同育人”精準教學模式，達成了教學的四大成效。

1）情感認同：內(nèi)化于心。信息技術(shù)與教學內(nèi)容有效融合，實現(xiàn)學生對理論的情感認同，內(nèi)化于心。教學設計與實施注重理論內(nèi)容的邏輯縝密、信息技術(shù)的合理運用，凸顯了“信息化、個性化、作品化”的交融互動，使理論課堂活起來；突破教學重難點，化解教學痛點，增強了學生的情感認同。

2）多維互通：外化于行。混合教學與多維協(xié)作的雙效互動，實現(xiàn)學生對理論的主動踐行，外化于行。師生依托慕課等信息技術(shù)實現(xiàn)線上的交流互動，依托項目實踐實現(xiàn)線下的教學相長，使學生對理論的情感認同在層層遞進、環(huán)環(huán)相扣的教學設計中轉(zhuǎn)為行動自覺；實現(xiàn)師生、生生間的多維協(xié)作，走向生態(tài)課堂。教學團隊成員寓教于研、以研促教，取得良好的成效。近年來，團隊教師在省級工業(yè)機器人技術(shù)應用技能競賽中獲得三等獎共3項，全校教師講課比賽三等獎1項，立項各類課題11項，指導學生專利申請授權(quán)6件，以及指導多項挑戰(zhàn)杯獲得二、三等獎8項。學生不僅專業(yè)技能得到了提升，表達能力、文字編輯能力、個人綜合素質(zhì)都得到了鍛煉，在相關(guān)專業(yè)技能競賽當中表現(xiàn)突出[5]。

3）多維教學：精準對接。拓展教學時空，充分發(fā)揮學生作為互聯(lián)網(wǎng)“原住民”的優(yōu)勢，打破時空限制、避免設備損耗、降低教學成本、優(yōu)化學習進程，開展教學的同時進行直播教學，每次課堂教學累計觀看人數(shù)超過 300人次。直播豐富了課堂的互動形式，極大拓展了教學空間。直播結(jié)束后平臺自動生成視頻，學生課后可以反復回看，消化新知，成為課堂教學的有效補充。

4）素養(yǎng)提升：互化為境。自主學習與小組任務的探究合作，實現(xiàn)學生對理論的鞏固提升，互化為境。堅持以學生為中心因材施教，設計適合工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)學生的學習任務，使學生在自主學習中提升學習能力，在共同完成任務中弘揚工匠精神和勞模精神，培育創(chuàng)新意識，學會與人溝通、交流與合作。師生互相感染、教學相長，形成良好的教育情境和育人環(huán)境。

3 特色與創(chuàng)新

3.1 “工業(yè)機器人設備操作員”崗位教學組織模式為學崗直通的人才培養(yǎng)理念提供了示范

本模塊教學采用“工業(yè)機器人設備操作員”崗位教學組織模式，借鑒真實生產(chǎn)環(huán)境中的運行方式，以小組為單位成立模擬的生產(chǎn)小組。學生分別擔任任務策劃、虛擬仿真、實訓工藝流程分析、程序編寫與調(diào)試、程序優(yōu)化與聯(lián)調(diào)等，大家各司其職，分工合作，按照行業(yè)要求完成實訓任務，獲取相應課程積分，并周期性進行崗位輪換，體現(xiàn)了一專多能、學崗直通的人才培養(yǎng)理念，實現(xiàn)了教學內(nèi)容節(jié)目化、教學組織崗位化、教學環(huán)境職場化、教學評價過程化[6]。

3.2 全過程多元教學評價體系激發(fā)了學生自主學習熱情

圍繞課前、課中、課外、課后，構(gòu)建了一套覆蓋全過程，涵蓋多元評價主體和評價維度的教學評價體系，以超星學習通課程積分打榜的形式呈現(xiàn)，調(diào)動了學生自主學習和創(chuàng)造性學習的熱情。

3.3 思想政治教育、勞動教育與技術(shù)技能培養(yǎng)無縫對接

突出課程教學的育人導向，變說教式教育為體驗式教育，切實將思政點與課堂內(nèi)容相結(jié)合，讓學生在模擬生產(chǎn)環(huán)境的各種角色身上汲取能量和營養(yǎng)，達到了潤物無聲的育人效果。行業(yè)大師按照行業(yè)要求和規(guī)范進行示范演示，培養(yǎng)學生尊重勞動、尊重實踐的意識。通過小組合作，讓學生在各工種的協(xié)同配合中發(fā)現(xiàn)勞動的樂趣，同時認識到團結(jié)、堅持、紀律的重要性，并真正將其化為自身的內(nèi)在操守[7]。

3.4 尊重學生個性落實小課教學

針對學生個性鮮明、差異性大的特點落實小課團隊式分組教學，每個小課組不超過18人，每個團隊3人，老師建立對學生的全面認知，包括學生的語音面貌、基礎(chǔ)知識、基本技能、個性氣質(zhì)、性格特征、職業(yè)規(guī)劃等，有針對性地為學生“量體裁衣”，挑選適合學生的人物角色和欄目崗位。

4 不足與改進

4.1 針對前置課程學習影響效果問題的整改措施

堅持整體課程論，共同滋養(yǎng)高職學生的“拔節(jié)孕穗期”。具體為：1）要拓寬學情把握的廣度與深度，向前置課程教師深入了解情況；2）要加強對相關(guān)知識的溫故知新；3）要與其他各類課程同向同行、同頻共振。

4.2 針對教學效果延續(xù)性問題的整改措施

堅持協(xié)同育人理念，筑牢知行合一的前沿陣地。具體為：1）要在課堂外堅持用信息技術(shù)培育高技能人才的使命擔當并提升為長效機制；2）要進一步推進“知識與技能”協(xié)同，創(chuàng)新實踐教學方式，與職能部門共同搭建踐行平臺，持續(xù)推進學生用個人夢托起中國夢的擔當；3）要持續(xù)與朋輩榜樣、優(yōu)秀校友和社會楷模有效協(xié)同育人[8-9]。